DE4021872C2

DE4021872C2 - Highly integrated electronic component

Info

Publication number: DE4021872C2
Application number: DE19904021872
Authority: DE
Inventors: Hugo Westerkamp
Original assignee: LSI Logic Products GmbH
Current assignee: LSI Logic Products GmbH
Priority date: 1990-07-09
Filing date: 1990-07-09
Publication date: 1994-07-28
Anticipated expiration: 2010-07-10
Also published as: DE4021872A1

Description

Die Erfindung betrifft ein hochintegriertes elektronisches Bau teil bestehend aus einem mit einem Anschlußleiterrahmen (lead frame) kontaktierten Halbleiterchip, der von einem Kunststoffge häuse umgeben ist, aus dem Anschlußbeine herausragen, wobei der Anschlußleiterrahmen durch einen isolierenden, auf geklebten, streifenförmigen Stabilisierungsrahmen mechanisch stabilisiert ist.The invention relates to a highly integrated electronic construction part consisting of one with a lead frame (lead frame) contacted semiconductor chip by a plastic is surrounded by the protruding legs, the Connection lead frame through an insulating, glued, strip-shaped stabilizing frame mechanically stabilized is.

Hochintegrierte elektronische Bauteile weisen eine Vielzahl von Anschlußbeinen auf, mit denen sie in einer elektrischen Schal tung verlötbar oder in einen zugehörigen Sockel einsteckbar sind. Die Anschlußbeine sind regelmäßig die aus dem Gehäuse herausragenden, regelmäßig abgebogenen freien Enden der Leiter bahnen des Anschlußleiterrahmens. Diese Leiterbahnen laufen zum zentral angeordneten Halbleiterchip aufeinander zu, wobei sowohl die Breite der Leiterbahnen als auch ihr Abstand zueinander verkleinert wird, um möglichst nahe an die Anschlußfelder des Halbleiterchips heranzukommen, mit denen die inneren Enden der Leiterbahnen des Anschlußleiterrahmens regelmäßig durch übliche Bonddrähtchen elektrisch verbunden werden. Highly integrated electronic components feature a variety of Legs on which they are in an electrical scarf device can be soldered or inserted into an associated base are. The connecting legs are regularly those from the housing protruding, regularly bent free ends of the ladder traces of the lead frame. These traces run to centrally arranged semiconductor chip towards each other, both the width of the conductor tracks and their distance from one another is reduced to as close as possible to the connection fields of the To get semiconductor chips with which the inner ends of the Conductor tracks of the lead frame regularly through usual Bond wires are electrically connected.

Bei einer hohen Anzahl von Anschlüssen des Halbleiterchips und demgemäß einer hohen Anzahl von Anschlußbeinen des hochinte grierten elektronischen Bauteils verläuft eine entsprechende Vielzahl von Leiterbahnen des Anschlußrahmens in der horizonta len Ebene. Die durch die geringe Breite der Leiterbahnen und ihrer geringen Dicke verursachte Instabilität kann dadurch ver ringert werden, daß im äußeren Bereich der Leiterbahnen ein Stabilisierungsrahmen aufgeklebt wird, der aus einem isolieren den Material besteht und mit einem isolierenden Kleber auf die Leiterbahnen aufgeklebt wird. Die Funktion des Stabilisierungs rahmens ist insbesondere vor einem üblicherweise erfolgenden Vergießen der gesamten Anordnung zu dem Kunststoffgehäuse von Bedeutung. Vergleichbare Anordnungen sind beispielsweise aus Patents Abstracts of Japan, 1989, Vol. 13, No. 378, E-809 (JP 1-128 533 A.) sowie aus US 4 951 119 bekannt.With a high number of connections of the semiconductor chip and accordingly, a large number of legs of the high ink grated electronic component runs a corresponding Variety of traces of the lead frame in the horizonta len level. Due to the small width of the conductor tracks and instability caused by their small thickness can thereby ver be reduced that in the outer region of the conductor tracks Stabilizing frame is glued on, isolate from one the material and with an insulating adhesive on the Conductor tracks is glued. The function of stabilization frame is especially in front of one that usually takes place Potting the entire assembly to the plastic case from Importance. Comparable arrangements are, for example, from Patents Abstracts of Japan, 1989, Vol. 13, No. 378, E-809 (JP 1-128 533 A.) and also known from US 4 951 119.

Hochintegrierte elektronische Schaltkreise lassen sich mit einer riesigen Anzahl von elektronischen Halbleiter-Bauelementen auf kleinstem Raum erstellen. Aus physikalischen Gründen ist es nicht möglich, alle für eine elektrische Schaltung erforderli chen Bauelemente in den Halbleiterchip zu integrieren. Probleme entstehen insbesondere mit Kondensatoren, die eine gewisse Min destkapazität aufweisen müssen. Mit solchen Kondensatoren werden die hochintegrierten elektronischen Bauelemente regelmäßig ex tern beschaltet. Die externe Beschaltung hat den Nachteil, daß das hochintegrierte elektronische Bauteil nicht als autarkes Bauteil funktionstüchtig ist, so daß die Ergänzung der Schaltung beim Anwender vorgenommen werden muß, dabei Zeit erfordert und Fehlerquellen erschließt. Darüber hinaus steht die externe Be schaltung einer Miniaturisierung entgegen.Highly integrated electronic circuits can be used with one huge number of electronic semiconductor components create the smallest space. For physical reasons, it is not possible, all necessary for an electrical circuit Chen components to integrate into the semiconductor chip. Problems arise especially with capacitors that have a certain min must have minimum capacity. With such capacitors the highly integrated electronic components regularly ex wired. The external wiring has the disadvantage that the highly integrated electronic component is not self-sufficient Component is functional, so that the addition of the circuit must be done at the user, takes time and Sources of error opens up. In addition, the external Be against miniaturization.

Aus DD 2 78 227 A1 ist es bekannt, bei einem Dual-in-Line Schalt kreis, also einem Schaltkreis mit einem relativ niedrigen Inte grationsgrad und einer niedrigen Anzahl von Anschlüssen, einen Stützkondensator auf zwei benachbarte Leiterbahnen aufzukleben und in das Bauteil zu integrieren. Hierfür ist ein Abstand zwi schen den Leiterbahnen in der Größe des Bauteiles erforderlich.From DD 2 78 227 A1 it is known for a dual-in-line switching circuit, i.e. a circuit with a relatively low integer degree and a low number of connections, one Glue the supporting capacitor to two adjacent conductor tracks and integrate it into the component. For this there is a distance between the conductor tracks in the size of the component required.

Das hochintegrierte elektronische Bauteil der eingangs erwähnten Art ist dadurch gekennzeichnet, daß der Sta bilisierungsrahmen mit mit Leiterbahnen fluchtenden Schlitzen versehen ist, daß auf den Stabilisierungsrahmen wenigstens ein sich über eine Mehrzahl von Leiterbahnen erstreckendes Kleinbau element aufgebracht ist, das mit Anschlußflächen mittels eines leitenden Klebers durch die Schlitze hindurch mit Leiterbahnen kontaktiert ist und daß die Leiterbahnen des Anschlußrahmens unterhalb der Schlitze breiter ausgebildet sind als benachbarte Leiterbahnen.The highly integrated electronic component of the is mentioned in that the Sta accounting frame with slots aligned with conductor tracks is provided that at least one on the stabilizing frame small building extending over a plurality of conductor tracks element is applied, with pads by means of a conductive adhesive through the slots with conductor tracks is contacted and that the conductor tracks of the lead frame below the slots are wider than neighboring ones Conductor tracks.

Bei dem erfindungsgemäßen hochintegrierten elektronischen Bau teil übernimmt der Stabilisierungsrahmen somit nicht nur eine übliche mechanische Stabilisierungsfunktion sondern erlaubt auch die Anbringung von Kleinbauelementen, insbesondere Chipkonden satoren, auf dem Anschlußleiterrahmen und somit in dem Gehäuse des hochintegrierten elektronischen Bauteils. Der Stabilisie rungsrahmen sorgt für die zuverlässige Isolierung des Kleinbau teils von den überquerten Leiterbahnen und für die Kontaktierung mit den (regelmäßig 2) Leiterbahnen durch die in dem Stabilisie rungsrahmen vorgesehenen Schlitze hindurch mittels eines lei tenden Klebers. Die Kontaktierung des Kleinbauteils wird dadurch erleichtert, daß die Leiterbahnen des Anschlußrahmens unterhalb der Schlitze des Stabilisierungsrahmens breiter ausgebildet sind als benachbarte Leiterbahnen. Dadurch können auch die Schlitze in einer entsprechenden Breite ausgeführt sein, so daß Kontak tierungsprobleme durch die Schlitze hindurch verringert werden.In the highly integrated electronic construction according to the invention In part, the stabilization framework does not only take on one usual mechanical stabilization function but also allowed the attachment of small components, especially chip capacitors sensors, on the lead frame and thus in the housing of the highly integrated electronic component. The stabilizer The frame ensures reliable insulation of the small building partly from the traces crossed and for contacting with the (regularly 2) conductor tracks through the one in the stabilizer slots provided through a lei tendency glue. The contacting of the small component is thereby relieved that the conductor tracks of the lead frame below the slots of the stabilizing frame are wider as adjacent conductor tracks. This also allows the slots be carried out in a corresponding width so that contact problems through the slots can be reduced.

Mit dem erfindungsgemäßen hochintegrierten elektronischen Bau teil ist somit das Problem gelöst, nicht integrierte oder nicht integrierbare Kleinbauteile mit dem Halbleiterchip bzw. seinen Anschlüssen zu einem einheitlichen Bauteil in einem einzigen Gehäuse elektrisch kontaktiert zu vereinigen. Eine externe Be schaltung mit diesen Kleinbauteilen ist somit nicht erforder lich.With the highly integrated electronic construction according to the invention So part of the problem is solved, not integrated or not integrable small components with the semiconductor chip or its Connections to a single component in one Unite electrically contacted housing. An external loading Switching with these small components is therefore not necessary Lich.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform weist der Sta bilisierungsrahmen schräg verlaufende, senkrecht zu den darunter liegenden Leiterbahnen ausgerichtete Eckstücke auf, wobei das wenigstens eine Kleinbauelement auf einem schräg verlaufenden Eckstück angeordnet ist. Diese Anordnung ermöglicht es, die Schlitze für ein Kleinbauelement parallel zueinander auszurich ten und parallel zu den darunter liegenden Leiterbahnen verlau fen zu lassen. Dies ist insbesondere im Eckbereich des Anschluß rahmens möglich, da hier der Platz zur Verfügung steht, die strahlenförmig vom Halbleiterchip nach außen verlaufenden Lei terbahnen abschnittsweise parallel laufen zu lassen, wo hingegen in den übrigen Bereichen die Leiterbahnen noch schräg geführt werden, um zum Rand hin einen genügenden Abstand der Anschluß beine voneinander zu ermöglichen, um für das Anschließen der Anschlußbeine durch Verlöten o. ä. keine unüberwindlichen Schwierigkeiten entstehen zu lassen.In a particularly advantageous embodiment, the sta bilization frame sloping, perpendicular to the one below lying conductor tracks aligned corner pieces, the at least one small component on an inclined Corner piece is arranged. This arrangement enables the Align slots for a small component parallel to each other and parallel to the conductor tracks underneath to let. This is especially in the corner area of the connection possible because of the space available here Lei radiating outward from the semiconductor chip to let the tracks run parallel in sections, whereas where in the other areas, the conductor tracks are still slanted be a sufficient distance from the connection to the edge to allow legs from each other to connect to the Connection legs by soldering or the like not insurmountable To cause difficulties.

Die Erfindung soll im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen:The invention is intended to be based on one in the drawing illustrated embodiment are explained in more detail. Show it:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Anschlußleiterrahmen mit einem auf geklebten Stabilisierungsrahmen und darauf angeordneten Chipkondensatoren; Figure 1 is a plan view of a lead frame with a glued stabilizing frame and chip capacitors arranged thereon.

Fig. 2 die Draufsicht gemäß Fig. 1 mit einer Verdeutlichung des Verlaufs der Leiterbahnen unterhalb des Stabilisie rungsrahmens und ohne aufgesetzte Kleinbauteile; Fig. 2 shows the plan view of Figure 1 with an illustration of the course of the conductor tracks below the stabilization frame and without small components attached.

Fig. 3 in vergrößerter Darstellung den Verlauf der Leiter bahnen des Anschlußleiterrahmens in einer Ecke des Anschlußleiterrahmens; Figure 3 is an enlarged view of the course of the conductor tracks of the lead frame in a corner of the lead frame.

Fig. 4 die vergrößerte Darstellung gemäß Fig. 3 mit einem auf geklebten Stabilisierungsrahmen; FIG. 4 shows the enlarged illustration according to FIG. 3 with a stabilizing frame glued on;

Fig. 5 die Anordnung aus Fig. 4 mit einem auf gebrachten Chip kondensator; Fig. 5 shows the arrangement of Figure 4 with a capacitor placed on chip.

Fig. 6 eine Schnittdarstellung in Längsrichtung des Chipkon densators zur Verdeutlichung der Kontaktierung mit Leiterbahnen des Anschlußleiterrahmens durch Schlitze des Stabilisierungsrahmens hindurch. Fig. 6 is a sectional view in the longitudinal direction of the Chipkon capacitor to illustrate the contact with conductor tracks of the lead frame through slots in the stabilizing frame.

Fig. 1 zeigt einen Anschlußleiterrahmen 1, wie er üblicherweise zur Produktion eines hochintegrierten elektronischen Bauteils verwendet wird. Der Anschlußleiterrahmen weist ausgestanzte, ge ätzte oder durch Laserschneiden voneinander getrennte Leiter bahnen 2 auf, die sich strahlenförmig mit einem Abstand von einem Rand einer Aufnahmefläche 3 für einen Halbleiterchip nach außen erstrecken und in verbreiterte Anschlußbeine 4 übergehen, die in dem in Fig. 1 dargestellten Zustand des Anschlußleiterrahmens 1 noch durch einen Verbindungssteg 5 miteinander verbunden sind, um einen stabilen, gut handhabbaren Anschlußleiterrahmen 1 zur Ver fügung zu haben. Der Außenbereich des Anschlußleiterrahmens 1 weist mehrere Durchbrüche 6 auf, die zum Transport und zum Zentrieren des Anschlußleiterrahmens 1 dienen. In Höhe der Anschlußbeine 4 wird der Außenbereich des Anschlußleiterrahmens 1 abgetrennt, wenn das Bauteil vergossen worden ist. Fig. 1 shows a lead frame 1 , as is usually used for the production of a highly integrated electronic component. The lead frame has punched, ge etched or separated by laser cutting conductor tracks 2 , which extend radially with a distance from an edge of a receiving surface 3 for a semiconductor chip to the outside and merge into widened legs 4 , which are shown in Fig. 1 state of the terminal lead frame 1 are connected to each other even by a connecting web 5 to provide a stable, easy to handle connecting conductor frame 1 to have the addition Ver. The outer region of the lead frame 1 has a plurality of openings 6 , which are used to transport and center the lead frame 1 . At the level of the connecting legs 4 , the outer region of the connecting lead frame 1 is cut off when the component has been cast.

Im äußeren Bereich der Leiterbahnen 2, jedoch mit Abstand von den Anschlußbeinen 4 ist ein im wesentlichen rechteckiger oder quadratischer Stabilisierungsrahmen 7 auf die Leiterbahnen 2 auf geklebt. Da hierdurch kein Kurzschluß zwischen den Leiterbahnen 2 verursacht werden darf, besteht der Stabilisierungsrahmen 7 aus einer dünnen isolierenden Folie, und ist die Verklebung mit einem isolierenden Kleber erfolgt.In the outer region of the conductor tracks 2 , but at a distance from the connecting legs 4 , an essentially rectangular or square stabilizing frame 7 is glued to the conductor tracks 2 . Since this should not cause a short circuit between the conductor tracks 2 , the stabilizing frame 7 consists of a thin insulating film, and the adhesive is bonded with an insulating adhesive.

Der Stabilisierungsrahmen 7 weist schräg verlaufende Eckstücke 8 auf, auf denen Chipkondensatoren 9 angeordnet sind.The stabilizing frame 7 has oblique corner pieces 8 on which chip capacitors 9 are arranged.

Wie Fig. 2 verdeutlicht, sind in den schrägstehenden Eckstücken 8 jeweils 2 parallel zueinander stehende Schlitze 10 angeordnet, durch die hindurch die Kontaktierung der Chipkondensatoren 9 mit unter den Schlitzen befindlichen Leiterbahnen 2 erfolgt.As illustrated in FIG. 2, in the inclined corner pieces 8 2 parallel slots 10 are arranged, through which the chip capacitors 9 are contacted with conductor tracks 2 located under the slots.

Wie Fig. 3 erkennen läßt, verlaufen die Leiterbahnen 2 im Eck bereich über einen radialen Abschnitt parallel zueinander. Zwei Leiterbahnen 2′ sind in diesem Bereich mit einer größeren Breite als die benachbarten Leiterbahnen ausgebildet. Diese Leiterbahnen 2′ sind zur Kontaktierung mit dem Chipkondensator 9 vorgesehen. Daher befinden sich über ihnen und parallel zu ihren entsprechen den Abschnitten die Längsschlitze 10 des Stabilisierungsrahmens 7, durch die hindurch die Kontaktierung der End-Anschlußflächen des Chipkondensators 9 erfolgt, wie aus Fig. 4 zu ersehen ist. As can be seen in FIG. 3, the conductor tracks 2 run in the corner area parallel to one another over a radial section. Two conductor tracks 2 'are formed in this area with a larger width than the adjacent conductor tracks. These conductor tracks 2 'are provided for contacting the chip capacitor 9 . Therefore, above them and parallel to their corresponding sections are the longitudinal slots 10 of the stabilizing frame 7 , through which the end pads of the chip capacitor 9 are contacted, as can be seen from FIG. 4.

Fig. 5 zeigt die Anordnung gemäß Fig. 4 im kontaktierten Zu stand des Chipkondensators 9, dessen Anschlußflächen 11 in dieser Fig. 5 gut erkennbar sind. Fig. 5 shows the arrangement of FIG. 4 in the contacted state of the chip capacitor 9 , the pads 11 are clearly visible in this Fig. 5.

Fig. 6 verdeutlicht in einer stark vergrößerten Darstellung die Position des Chipkondensators 9 mit seinen End-Anschlußflächen 11 auf dem Stabilisierungsrahmen 7, der die Leiterbahnen 2 in diesem Bereich senkrecht zu der Längserstreckung der Leiterbahnen 2 übergreift. Durch die Schlitze 10 des Stabilisierungsrahmens 7 hindurch ist die Kontaktierung mit einem leitenden Kleber 12 er folgt, der vorzugsweise ein silbergefüllter Epoxykleber ist. Fig. 6 läßt auch erkennen, daß die unterhalb der Anschluß flächen 11 und unterhalb der Schlitze 10 befindlichen Leiter bahnen 2′ eine größere Breite aufweisen als die benachbarten Leiterbahnen 2. Fig. 6 illustrates in a greatly enlarged representation the position of the chip capacitor 9 with its end pads 11 on the stabilizing frame 7 , which overlaps the conductor tracks 2 in this area perpendicular to the longitudinal extent of the conductor tracks 2 . Through the slots 10 of the stabilizing frame 7 through the contact with a conductive adhesive 12 he follows, which is preferably a silver-filled epoxy adhesive. Fig. 6 can also be seen that the below the pads 11 and conductor tracks 10 located below the slots 2 'have a greater width than the adjacent conductor tracks 2.

Nach dem Vergießen der Anordnung gemäß Fig. 1 zu einem (nicht dargestellten) Gehäuse werden die nicht mehr benötigten Rand teile des Anschlußleiterrahmens 1 abgetrennt und die aus dem Gehäuse herausragenden Anschlußbeine 4 gegebenenfalls gebogen, wodurch die Herstellung des hochintegrierten elektronischen Bauteils mit in das Gehäuse integrierten Chipkondensatoren 9 abgeschlossen ist.After casting the arrangement according to FIG. 1 to a (not shown) housing, the edge parts of the lead frame 1 that are no longer required are separated and the connecting legs 4 protruding from the housing are bent, as a result of which the manufacture of the highly integrated electronic component is integrated into the housing Chip capacitors 9 is completed.

Claims

1. Highly integrated electronic component consisting of a semiconductor chip with a lead frame ( 1 ) (lead frame) contact, which is surrounded by a plastic housing, protrude from the connecting legs ( 4 ), where in the lead frame ( 1 ) by an isolate, glued , Strip- shaped Stabilisierungsrah men ( 7 ) is mechanically stabilized, characterized in that the stabilizing frame ( 7 ) with tracks ( 2 ') aligned slots ( 10 ) is provided that on the stabilizing frame ( 7 ) at least one over a plurality of conductor tracks ( 2 , 2 ') he stretching small component ( 9 ) is applied, which is contacted with connection surfaces ( 11 ) by means of a conductive adhesive ( 12 ) through the slots ( 10 ) with conductor tracks ( 2 ') and that the conductor tracks ( 2 ') of the lead frame ( 7 ) below the slots ( 10 ) are wider than adjacent conductor tracks ( 2 ).

2. Highly integrated electronic component according to claim 1, characterized in that the small component is a chip capacitor ( 9 ).

3. Highly integrated electronic component according to claim 1 or 2, characterized in that the Stabili sierungsrahmen ( 7 ) obliquely, perpendicular to the underlying conductor tracks ( 2 , 2 ') aligned corner pieces ( 8 ) and that the at least one small component ( 9 ) is arranged on a sloping corner piece ( 8 ).